Melhor resposta
Você quer dizer wafers de silício? Se sim, então em alguns diâmetros sim. Não há realmente uma escassez de silício em si, pois é o segundo elemento mais comum na terra depois do carbono.
Tem havido muita consolidação entre os fabricantes de pastilhas de silício. Portanto, há menos capacidade, especialmente para diâmetros abaixo de 300 mm. Os grandes players estavam mudando para 450 mm à medida que diâmetros maiores geravam mais wafers.
Mas agora os sensores automáticos, internet das coisas, dispositivos de assistente pessoal etc. aumentaram a demanda por wafers de 200 mm e menores! Você não precisa de um substrato tão puro para fazer dispositivos que vão para esses produtos.
Há um problema de capacidade com base no equipamento e ferramentas. Muitas das grandes empresas de semicondutores venderam seus equipamentos de 00 mm há anos. Eles podem ser comprados no mercado de reposição, mas podem não estar funcionando ainda, pois você ainda precisa treinar seus funcionários para operá-los etc. É uma questão de logística.
Portanto, não por falta de silício, mas a logística para fazer alguns diâmetros atingiu um gargalo.
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Resposta
Lá provavelmente há uma série de razões pelas quais esse é o caso. Posso dar alguns motivos e talvez outros possam dar mais.
- Os lingotes de silício (cristais) dos quais as bolachas são cultivadas são cilíndricos. Isso se deve ao processo de imersão de um cristal semente em silício fundido e de rotação e extração lenta conforme o cristal cresce (chamado de processo Czochralski).
Este lingote é cortado em wafers redondos. Eles poderiam, é claro, ser cortados em quadrado, mas isso implicaria no desperdício de silício, no entanto, se houvesse uma boa razão para fazer isso, poderia ser feito (pode-se imaginar que chips retangulares se encaixam melhor em um wafer quadrado do que redondo, o que é verdade) , mas há razões melhores para deixar a rodada de wafer.
2. Quando um wafer de silício é posteriormente processado para produzir um circuito integrado, ele está sujeito a muitos processos químicos e físicos que devem ser realizados com EXTREMA consistência e tolerância em toda a superfície do chip. Esses processos incluem a deposição de camadas de materiais, a implantação de materiais, remoção de materiais, exposições fotográficas, etc. Nas tecnologias modernas, as tolerâncias desses processos variam de cerca de 20 nanômetros até espessuras de nível atômico único. Este é um desafio extraordinário para engenheiros. Basicamente, eles devem desenvolver / inventar máquinas que possam ter a mesma precisão no centro do wafer que tem 6 ″ fora do centro (para um wafer de 12 ″ por exemplo, usado nas tecnologias modernas). Se eles pudessem de alguma forma atingir essa consistência a 8 “de distância do centro, então poderiam processar wafers de 16” de diâmetro. Essas ferramentas de processamento são incrivelmente caras, portanto, devido à sua capacidade, o tamanho do wafer produz o maior número de chips considerando sua capacidade. Usando meu exemplo de controle de tolerância de raio de 6 “, um wafer redondo pode ter 12” de diâmetro e uma área total de 113 polegadas quadradas. Se wafers quadrados fossem preferidos, o maior quadrado que caberia na máquina teria uma diagonal de 12 ″. Este é um quadrado de 8,5 polegadas por 8,5 polegadas, que tem uma área total de 72 polegadas quadradas. Comparado com o wafer redondo, isso é 72/113 ou apenas 64\% da área do wafer redondo rge [sic]. Outra maneira de dizer isso é que um wafer redondo pode colocar 57\% mais chips no mesmo processamento que um wafer quadrado. Há alguma perda porque os chips quadrados não se encaixam bem nas bordas do wafer redondo, mas na rede, você pode colocar mais chips no wafer redondo do que no quadrado, então o custo por chip acaba sendo muito mais barato com o wafer redondo .
Esta provavelmente não é uma explicação da 6ª série, mas para compensar…
Os cristais de silício são redondos quando crescem e você pode colocar mais chips em um wafer redondo do que um quadrado nas mesmas máquinas.